Ориентация объектов помогает нам направить внимание на источник звука или в сторону от него, что помогает нам найти нужный объект или избежать опасности — способность, необходимая для выживания. Давайте рассмотрим, как слуховая система определяет местонахождение источников звука в горизонтальном и вертикальном направлениях. Локализация источников звука в горизонтальном направлении в основном зависит от бинаурального анализа, при котором слуховой центр определяет местоположение источника звука, сравнивая время и интенсивность звука, получаемого двумя ушами. Представим, что если звук идет с левой стороны, то он неизбежно сначала достигнет левого уха, а после определенной разницы во времени звук достигнет правого уха; эта разница во времени является межауральной разницей во времени. Звуковые волны с длиной волны меньше диаметра головы могут дифрагировать с одной стороны головы на другую. Самое большое расстояние дифракции головы составляет 575 пкс, а при скорости звука в атмосфере 340 м/с максимальная межушная разница во времени, обусловленная этим расстоянием, составляет около 0,67 мс, что эквивалентно периоду чистого тона 1,5 Гц. Межауральная разница во времени отражается в слуховой системе как межауральная разница фаз, а звуки выше 1,5 Гц имеют межауральную разницу фаз более 360. Поэтому межауральная разница времен не дает точной информации об источнике звука. На самом деле, звуки выше 1,5 Гц не образуют дифракции звука в голове, а звуки выше 2 Гц образуют тень головы, когда они проходят от одной стороны головы к другой. Тень головы — это принцип формирования межауральной разницы уровней звука, которая является акустической основой для локализации высокочастотных звуков, а размер межауральной разницы уровней звука меняется в зависимости от частоты. Вообще говоря, чем выше частота, тем больше межауральная разница уровней звука, а звуки выше 5 кГц или 6 кГц могут формировать межауральную разницу уровней звука до 20 дБ, что, несомненно, облегчает локализацию этих высокочастотных звуков. Бинауральная локализация источника в горизонтальной плоскости в основном зависит от межауральной разницы во времени на низких частотах и от межауральной разницы в уровне звука на высоких частотах. Межушная разница во времени в среднечастотном диапазоне не дает точной информации об источнике, а межушная разница в уровне звука слишком мала, что делает локализацию чистых тонов в среднечастотном диапазоне от 2 до 3 кГц менее точной. Локализация источника в вертикальной плоскости опирается не на акустическую информацию межауральной разницы, а на спектральную информацию. В средней вертикальной плоскости межауральная разница во времени или межауральная разница уровней звука равна нулю во всех точках, в немедианной вертикальной плоскости все точки находятся на позвоночной плоскости, простирающейся наружу от уха, и межауральная разница во времени или межауральная разница уровней звука в любой точке на этой позвоночной плоскости является константой, поэтому межауральная разница предоставляет неоднозначную акустическую информацию для локализации в вертикальной плоскости или в передне-заднем направлении, и это позвоночное тело называют «двусмысленный позвонок». Неровная поверхность ушной раковины и смешение звуковых волн с их отраженными волнами, образующимися в ушной полости, приводят к появлению характерных спектральных пиков или долин в спектре исходных звуковых волн. Поскольку образование отраженных волн определяется углом вертикальной плоскости источника звука, источники с разными вертикальными плоскостями формируют спектрально различные характеристики. Поскольку локализация вертикальных источников звука зависит от формы спектра, для точной локализации источник должен иметь широкую полосу частот, а чистые тона или узкополосный шум вызывают значительные ошибки при вертикальной локализации. В ситуациях моноаурального слуха, например, при блокировании одного уха или тестировании пациента с односторонней потерей слуха, локализация источника в вертикальной плоскости менее подвержена влиянию, в то время как локализация в направлении горизонтальной плоскости происходит в пользу хорошего уха.